网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Angew:铑催化苯胺的直接邻位芳基化反应

0
分享至

导读

近日,比利时布鲁塞尔自由大学Gwilherm Evano与重庆大学蓝宇课题组报道了一种铑催化苯胺与芳基碘化物的直接邻位芳基化反应,该反应依赖于易得的氨基膦(aminophosphines)作为无痕导向基团。同时,该反应具有广泛的底物范围、良好的官能团兼容性以及高收率,并且具有完全的区域选择性。此外,芳基溴化物和三氟甲磺酸酯,也是合适的底物,并且该策略还可扩展到二芳基化反应。机理研究揭示了氨基膦的关键和独特作用,其不仅是铑催化剂的底物,还是铑催化剂的配体。文章链接DOI:10.1002/anie.202403553

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

正文

邻芳基苯胺骨架广泛存在于天然产物、生物活性分子、药物和农业化学品中, 如Ismine 、 Dihydronitidine 、 Fluxapyroxad 、 Boscalid 、 Revefenacin 等( Figure 1A )。迄今为止,苯胺的直接邻位芳基化( Figure 1B-B2 )避免了使用预官能团化苯胺( Figure 1B-B1 ),但其主要依赖于芳基重氮鎓或二芳基碘鎓盐和芳炔前体,并且存在区域选择性低的弊端。此外,利用芳基卤化物直接进行邻位芳基化反应是另一种极具吸引力的策略( Figure 1B-B3 ),但该反应需使用强碱,从而限制了官能团的相容性,并且也存在区域选择性的问题。为了解决上述的问题,利用导向基团辅助的邻位芳基化反应,可实现高度的区域选择性( Figure 1B-B4 )。然而,大多数导向邻位芳基化反应常存在芳基化试剂有限,并存在副反应多等问题。近日,比利时布鲁塞尔自由大学 Gwilherm Evano与 重庆大学蓝宇课题组利用氨基膦作为无痕导向基团,实现了铑催化苯胺与芳基碘化物的直接邻位芳基化反应( Figure 1C )。 化学加——科学家创业合伙人,欢迎下载化学加APP关注。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

首先,作者以含有氨基膦的苯胺(由氯膦与胺制备)1与4-碘代苯甲醚2a作为模型底物,进行了相关反应条件的筛选(Figure 2)。当使用苯胺的氮上含有-PPh2取代的1a为底物,以[Rh(COD)Cl]2(5 mol %)作为催化剂,K2CO3(2.0 equiv.)作为碱,在甲苯溶剂中110 oC反应20 h后,在4 M盐酸溶液中继续室温搅拌5 min,可以82%的分离收率得到邻芳基化苯胺产物3a

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

在获得上述最佳反应条件后,作者对芳基碘底物范围进行了扩展(Figure 3)。研究表明,一系列不同电性取代的芳基碘以及杂芳基碘,均可顺利反应,获得相应的产物3b-3x,收率为38-89%。值得注意的是,该反应具有出色的官能团兼容性,一系列活性的基团均与体系兼容,如卤素、羰基、烷氧羰基、醚、硫醚等。同时,由于空间位阻导致2-碘甲苯的收率偏低,如3g(38%收率)。此外,除了芳基碘化物,对溴苯甲醚与p-triflyloxy-苯甲醚,也是合适的底物,如3a(42%收率)和3p(76%收率)。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

其次,作者对氨基膦底物范围进行了扩展(Figure 4)。研究表明,电中性(3e,3y)、富电子(3z-3ac)和缺电子(3ad-3ag)取代的氨基膦,均可顺利进行芳基化反应,收率为27-88%。其中,由于“邻位效应”导致产物3ab的收率偏低。同时,N-苄基保护的氨基膦,可以52%的收率得到产物3ah。四氢喹啉衍生物,也可以84%的收率得到产物3al

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

同时,作者还对非对称二芳基胺的底物范围进行了扩展(Figure 5)。研究表明,芳基化均在最缺电子的芳基上进行,表明最酸性的C(sp2)-H键优先被活化。事实上,苯甲腈环在苯基(5a)或苯甲醚(5c)环上以完全区域选择性进行芳基化,收率分别为51%和43%。而在苯甲醚和苯环同时存在的情况下,芳基化优先在苯环上进行,导致形成混合产物5b5b’,比例为31:69,收率为69%。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

此外,该策略还可用于一些复杂分子的后期衍生化(Figure 6)。研究表明,受保护的碘代苯丙氨酸(3aj)、雌酮衍生的芳基碘化物(3ak)和雌酮衍生的氨基膦(3al),均可顺利进行反应,收率为47-58%。同时,雌酮衍生的氨基膦和芳基碘化物,也可直接进行偶联,可以43%的收率得到产物3am

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

同时,通过对条件的优化,N-甲基苯胺也可直接进行邻,邻-二芳基化反应,获得相应的产物6a-6d,收率为62-72%(Figure 7)。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

紧接着,作者对反应机理进行了进一步的研究(Scheme 1)。首先,作者制备了可分离的单体铑(I)氨基膦配合物[Rh]Ia(Scheme 1a)。同时,[Rh]Ia2b仅在加入1a的情况下,可以55%的收率得到产物3b(Scheme 1b)。因此,氨基膦的这种独特而显著的影响表明,它不仅作为铑催化剂的底物,而且作为配体。这种配体的性质对芳基化的成功也至关重要,因为发现其他配体(如三苯基膦)不起作用。此外,单体铑(I)氨基膦配合物[Rh]Ia在完全相同的条件下,也可催化1a与碘苯2b的芳基化反应,可以45%的分离收率得到产物3b(Scheme 1c)。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

基于上述的研究以及相关文献的查阅,作者提出了三种可能的催化循环过程(Scheme 2)。首先,氨基膦1与[Rh(COD)Cl]2配位,生成单体铑(I)氨基膦配合物[Rh]I。在1与K2CO3存在下,[Rh]I进行解离、配体交换和配位,生成低价铑(I)配合物[Rh]II。其次,涉及邻位C-H活化或氧化加成,存在三种可能的途径。在path A中,配合物[Rh]II经协同金属化去质子化(CMD)型C-H活化,生成配合物[Rh]III。配合物[Rh]III与芳基碘化物2经氧化加成,生成铑(III)中间体[Rh]IV。中间体[Rh]IV经还原消除后,生成中间体[Rh]V。中间体[Rh]V与氨基膦1经配体交换以及酸性处理,生成邻位芳基化产物并再生活性催化剂[Rh]II,从而结束催化循环。在path B中,配合物[Rh]II与氨基膦1经氧化加成,生成氢化铑(III)中间体[Rh]VI。中间体[Rh]VI经还原消除后,生成中间体[Rh]VII。中间体[Rh]VII与芳基碘化物2经氧化加成,生成铑(III)中间体[Rh]IV,然后与path A相一致。在path C中,配合物[Rh]II与芳基碘化物2经氧化加成,生成铑(III)中间体[Rh]VIII。中间体[Rh]VIII经协同金属化去质子化(CMD)型C-H活化,生成铑(III)中间体[Rh]IV,然后与path A相一致。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

最后,重庆大学蓝宇课题组对上述铑催化苯胺的邻位芳基化的三种可能途径进行了相关的理论计算研究(Figure 8)。

(图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.)

氘代实验结果表明,在path A中,在氨基膦基团存在下,配位的碳酸钾协助CMD型C-H活化是可逆的(Scheme 3a)。同时, C-I键氧化加成总活化自由能最高,解释了当从氨基膦1a及其全氘代类似物1aD5开始时观察到的选择性的缺失(Scheme 3b)。

总结

比利时布鲁塞尔自由大学Gwilherm Evano与重庆大学蓝宇课题组报道了一种铑催化苯胺与芳基碘化物的直接邻位芳基化反应,该反应利用易得的氨基膦作为无痕导向基团,具有广泛的底物范围、良好的官能团兼容性等特点。其次,该反应均以高收率得到相应的邻芳基化苯胺,没有任何竞争性二芳基化,并且具有完全的区域选择性,并且该策略还可以扩展到使用过量的芳基碘化物进行二芳基化反应。机理研究表明,氨基膦不仅作为铑催化剂的底物,而且还作为反应的配体。

文献详情:

Rhodium-Catalyzed Direct ortho-Arylation of Anilines.

Clément Jacob, Julien Annibaletto, Ju Peng, Ruopeng Bai, Bert Maes, Yu Lan*, Gwilherm Evano

Angew. Chem. Int. Ed.2024

https://doi.org/10.1002/anie.202403553

长按扫码,查看原文


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

/阅读下一篇/

【赞助招商】第二十二届全国催化学术会议

返回网易首页 下载网易新闻客户端
相关推荐
热点推荐
曝太原一重点中学多项奇葩规定:半夜不能翻身,男老师可夜查女学生

曝太原一重点中学多项奇葩规定:半夜不能翻身,男老师可夜查女学生

玛丽姬丝
2025-06-22 15:00:33
伊朗人民苦神棍久矣!

伊朗人民苦神棍久矣!

廖保平
2025-06-22 08:56:17
不讲武德?足协杯海港输球输人:于汉超怒斥李帅的原因找到了

不讲武德?足协杯海港输球输人:于汉超怒斥李帅的原因找到了

足球大腕
2025-06-22 21:48:31
快评丨不扶倒于积水老人被处理,民警的“民”字究竟该如何写?

快评丨不扶倒于积水老人被处理,民警的“民”字究竟该如何写?

红星新闻
2025-06-22 16:02:35
68岁退休老人自述:每月领着8000块的退休金,却连肉都吃不起

68岁退休老人自述:每月领着8000块的退休金,却连肉都吃不起

烙任情感
2025-06-21 21:18:41
38岁南航空少静江去世!八块腹肌颜值超高,选择在美国治疗惹争议

38岁南航空少静江去世!八块腹肌颜值超高,选择在美国治疗惹争议

裕丰娱间说
2025-06-22 09:20:08
美副总统:美国并非与伊朗开战,而是与其核计划开战,伊朗核计划是美国最大的红线

美副总统:美国并非与伊朗开战,而是与其核计划开战,伊朗核计划是美国最大的红线

极目新闻
2025-06-22 21:38:41
袭击伊朗的美国B-2轰炸机目前仍在空中飞行

袭击伊朗的美国B-2轰炸机目前仍在空中飞行

界面新闻
2025-06-22 22:41:33
A股:人民日报重磅发文,朝着目标砥砺前行,A股将要迎来全新行情

A股:人民日报重磅发文,朝着目标砥砺前行,A股将要迎来全新行情

史书无明
2025-06-22 19:36:15
杭州一家长气疯,大一的女儿买个手机壳这么贵!评论区炸锅

杭州一家长气疯,大一的女儿买个手机壳这么贵!评论区炸锅

鲁中晨报
2025-06-22 11:17:10
美军下场,伊以冲突重大转折点!中东局势面临“危险升级”

美军下场,伊以冲突重大转折点!中东局势面临“危险升级”

新民晚报
2025-06-22 14:00:37
太阳正式宣布解散!杜兰特加盟火箭,比尔惨遭买断,布克孤军奋战

太阳正式宣布解散!杜兰特加盟火箭,比尔惨遭买断,布克孤军奋战

老韩谈体育
2025-06-22 18:51:37
刚刚,全线暴涨!发生了什么?

刚刚,全线暴涨!发生了什么?

证券时报
2025-06-22 17:15:14
华为新机突然开售,价格把网友们整不会了

华为新机突然开售,价格把网友们整不会了

科技堡垒
2025-06-22 12:31:45
小伙帮邻居死亡后续:被曝内脏蒸熟 死前画面流出 求救无门很绝望

小伙帮邻居死亡后续:被曝内脏蒸熟 死前画面流出 求救无门很绝望

鋭娱之乐
2025-06-21 19:15:32
上海交大解剖500名脑梗死者,惊讶发现患脑梗的人,有6大特点

上海交大解剖500名脑梗死者,惊讶发现患脑梗的人,有6大特点

白宸侃片
2025-06-21 12:40:49
可笑不?明明是她的成就,人民日报的标题里却没有她的姓名

可笑不?明明是她的成就,人民日报的标题里却没有她的姓名

娱乐故事
2025-06-22 12:11:43
突然爆雷!涉案超25亿,掌门人卷款跑路,“康养巨头”彻底凉了

突然爆雷!涉案超25亿,掌门人卷款跑路,“康养巨头”彻底凉了

毒sir财经
2025-06-21 22:43:00
伊朗总统:以色列“无能” 美国被迫出手

伊朗总统:以色列“无能” 美国被迫出手

环球网资讯
2025-06-22 21:55:21
37岁王思聪在日本和女友吃咖喱,下颌后缩严重,像动画片里的树懒

37岁王思聪在日本和女友吃咖喱,下颌后缩严重,像动画片里的树懒

大笑江湖史
2025-06-21 18:02:40
2025-06-22 23:08:49
化学加网 incentive-icons
化学加网
萃聚英才,共享化学
11514文章数 8223关注度
往期回顾 全部

科技要闻

"你应该靠嘴吃饭",罗永浩自述被梁文锋劝退

头条要闻

伊议会赞成关闭霍尔木兹海峡 一美军监管的中心发警告

体育要闻

中国女排0-3意大利 香港站3胜1负收官

娱乐要闻

离婚四年!赵丽颖被曝新恋情惹争议

财经要闻

苹果后院起火

汽车要闻

首搭华为双王牌/6月24日预售 岚图FREE+正式下线

态度原创

手机
教育
旅游
时尚
房产

手机要闻

小米 REDMI K80 至尊版手机搭载瑞声科技全家桶

教育要闻

52所学校上榜!160名学生入选北京“后备人才计划”公示名单

旅游要闻

热闻|清明假期将至,热门目的地有哪些?

伊姐周日热推:电视剧《完美的救赎》;电视剧《书卷一梦》......

房产要闻

坑惨2000多人!恒大财富海南高管被曝非吸12.6亿元!